Pompeho nemoc je vzácné dědičné metabolické onemocnění způsobené mutací genu pro enzym kyselou α-glukosidázu. V novorozeneckém a kojeneckém věku se nemoc projevuje svalovou hypotonií, kardiomegalií a respirační insuficiencí, v dospělosti pak především progredující svalovou slabostí a respirační nedostatečností. Diagnostika choroby je založena v první fázi na zjištění aktivity enzymu v suché krevní kapce. Substituční enzymová terapie výrazně ovlivnila kvalitu života nemocných.
Pompeho nemoc (PN), označovaná také jako glykogenóza II. typu neboli porucha ukládání glykogenu typu II, je vzácné autozomálně recesivní dědičné metabolické onemocnění zapříčiněné mutací v genu pro lyzozomální enzym α-glukosidázu (kyselou α-1,4-glukosidázu – GAA). Snížená aktivita nebo úplný deficit enzymu brání degradaci glykogenu na glukózu s následným lyzozomálním střádáním glykogenu v těle. Postižený lyzozom ztrácí schopnost autofagie potřebné pro degradaci řady cytoplazmatických komponent a dochází tak k nárůstu autofagického materiálu, což v důsledku vede k poškození mnoha tkání, především však kosterních a hladkých svalů a myokardu, ale také jater, ledvin nebo centrálního nervového systému.
Klinický obraz – variabilita projevů
Různé mutace v genu pro GAA (je známo okolo 600 mutací) vedou k různému stupni poruchy enzymu, důsledkem čehož je variabilita projevů nemoci, různá tíže choroby, a tím i manifestace prvních příznaků v kterémkoli věku.
Při kompletní inaktivitě enzymu (zbytková aktivita GAA je nulová, případně dosahuje maximálně 1 %) se nemoc rozvíjí během prvního roku života (obvykle během prvních tří měsíců) a velmi rychle progreduje. Tato forma PN bývá označována jako „klasická infantilní“. Typicky se manifestuje celkovou hypotonií („floppy baby“) nebo progredující svalovou slabostí, respiračním deficitem a hypertrofickou kardiomegalií. Děti po narození mají potíže s příjmem potravy, mají slabý křik, tachypnoe, ortopnoe, recidivující infekce dýchacích cest. Mnoho kojenců má velký, vystouplý jazyk a mírně zvětšená játra. Tyto problémy společně vyvrcholí kardiorespiračním selháním a bez terapie děti umírají obvykle do dvou let věku. Pokud je však aktivita enzymu částečně zachována (dosahuje ovšem maximálně 40 % normální průměrné aktivity), projevuje se choroba až později a jedná se o „pozdní formu“ PN, která se dále obvykle dělí na „formu juvenilní“ a „formu adultní“ podle věku nástupu příznaku nemoci v dětství, resp. dospělosti. V klinickém obraze dominuje progredující slabost proximálních svalů končetin s dominantním postižením dolních končetin a respirační obtíže z důvodu slabosti respiračních svalů, jež mohou u značné části dospělých pacientů dokonce předcházet problémům s chůzí. Značné procento pacientů uvádí jako hlavní svalový symptom myalgie. Oslabení paraspinálních svalů může vést k rozvoji skoliózy. Z důvodu ztráty síly hlavních nosných svalů trupu a dolních končetin může docházet i k poruchám stability. Rozsah svalového postižení je velmi variabilní a může vést až k závislosti na invalidním vozíku a ventilátoru. Srdce nebývá u této pozdní formy choroby výrazně postiženo. Z důvodu oslabení hladkého svalstva dochází k problémům močového a trávicího systému. Nacházíme i příznaky postižení centrálního a periferního nervového systému. Fenotyp pacienta lze do určité míry korelovat i s typem patologické mutace.
Diagnostika
Důležité je vědět o existenci této nemoci a myslet na ni v rámci diferenciální diagnostiky neuromuskulárních chorob. V první fázi diagnostiky PN slouží metoda suché krevní kapky (dried blood spot – DBS). Při prokázaném deficitu nebo snížené aktivitě enzymu pomocí DBS se provádí konfirmační vyšetření aktivity GAA v leukocytech. Molekulárněgenetické vyšetření s průkazem kauzálních mutací v genu pro GAA pak potvrzuje diagnózu PN a je důležité pro stanovení korelace mezi genotypem a fenotypem a pro odhalení přenašečů v rodině. V některých zemích je součástí novorozeneckého screeningu také vyšetření na Pompeho nemoc. Novorozenecký screening má však nevýhodu, že všechny klinické formy nemoci jsou detekovány při narození, a není tak známo, zda dojde k rozvoji projevů choroby u novorozence, nebo až v dospělosti, a rodina tak může být ve velké nejistotě. Nicméně se očekává, že by jisté vodítko mohlo v budoucnosti poskytnout spojení mezi klinickými fenotypy a typem mutace GAA.
Terapie PN je etiologicky orientovaná, symptomatická a podpůrná
Optimální péče vyžaduje vždy zajištění komplexního multidisciplinárního přístupu, jenž zahrnuje péči nejen neurologů, ale i pneumologů, kardiologů, ortopedů, fyzioterapeutů, nutričních terapeutů, logopedů, psychologů či sociálních pracovníků.
Enzymová substituční terapie
Enzymová substituční terapie (ERT) má za cíl doplnit nedostatek GAA intravenózním podáním průmyslově vyrobené rekombinantní lidské kyselé α-glukosidázy (rhGAA) v dávce 20 mg/kg ve 14denních intervalech. Tato léčba byla v Evropě a v USA registrována v roce 2006 a je nyní schválena pro všechny pacienty s PN.
Přestože nelze ani při aplikaci ERT očekávat kompletní úpravu a někteří pacienti nevykazují trvalý přínos, ERT zpomaluje progresi onemocnění, výrazně mění jeho přirozený průběh, zlepšuje kvalitu života a prodlužuje přežití pacientů. ERT má jednoznačný efekt na kardiomegalii a funkci srdce. Dochází také k výraznému zlepšení respiračních funkcí a ke zvýšení svalové síly, u části dětských pacientů i k dosažení motorických milníků typu sezení či rozvoj chůze.
Zásadním faktorem rozhodujícím o úspěšnosti enzymové substituční terapie je stav a míra progrese choroby pacienta v době zahájení léčby, tedy základním předpokladem pro úspěch ERT je její časné zahájení při určení diagnózy nebo od nástupu klinických projevů nemoci. Data z reálné praxe během pandemie COVID-19 ukázala, že přerušení ERT způsobuje zhoršení klinického stavu pacienta a obnovení terapie pak pouze částečně navrací původní stav.
Enzymová substituční terapie má však svá omezení, která jsou dána špatným průnikem enzymu do některých tkání a možnými alergickými reakcemi. U části pacientů se na podávaný enzym může rozvinout imunitní reakce s klinickými projevy alergie a sníženého efektu terapie. ERT pak musí být podávána podle modifikovaného imunomodulačního protokolu.
Zásadní podmínkou pro úspěšnost ERT je dostatečný průnik enzymu do postižených tkání. Zajímavá jsou data ukazující souvislost mezi defektní autofagií a rezistencí kosterního svalstva vůči ERT. Autofagické nahromadění má hluboký vliv na vezikulární transport a brání účinnému dodávání terapeutického enzymu do svalových buněk. Experimentálně bylo učiněno několik pokusů manipulovat s autofagií ve svalu myší a bylo potvrzeno, že v současnosti dostupná enzymatická substituční terapie funguje dobře, pokud je kosterní sval zbavený autofagického nahromadění. Další experimentální pokusy na myších modelech PN ukázaly, že obohacením GAA o vysoké hladiny manóza-6-fosfátu (nutné pro efektivní buněčný příjem a lyzozomální transport) a v kombinaci s farmakologickým chaperonem (miglustat), který stabilizuje enzym a zlepšuje jeho farmakokinetické vlastnosti, došlo k odstranění svalové buňky od lyzozomálního glykogenu a snížení počtu svalových vláken s autofagickým hromaděním. Zvrat lyzozomálních a autofagických patologií pak vedl ke zlepšení svalové funkce. To se stalo základem dalších zkoumání k vývoji účinnějších léků nové generace pro ERT.
Chaperony
V různých fázích vývoje a testování jsou v současné době již zmíněné chaperony, což jsou malé molekuly přirozeně se vyskytující v buňce, které se vážou na dysfunkční enzym GAA, pomáhají mu správně se sbalit a zajišťují obnovení normální aktivity enzymu.
Preklinické studie testující chaperonovou terapii u PN zjistily, že farmakologický chaperon je schopen v kultivovaných buňkách pacientů s Pompeho chorobou a na myších modelech zvýšit hladiny enzymu GAA, a tedy i účinnost ERT. Možným omezením této terapie by mohlo být, že ne všechny mutace GAA mohou reagovat na léčbu chaperony.
Studie PROPEL
V současné době se vyvíjí kombinovaná farmakologická chaperonová/ERT terapie pro PN a v roce 2021 byly zveřejněny výsledky klinické studie PROPEL, zkoumající bezpečnost a účinnost dvousložkové terapie: cipaglukosidáza alfa (nová rekombinantní lidská kyselá α-glukosidáza) plus miglustat (chaperon) u pozdní formy Pompeho choroby.
Miglustat po navázání stabilizuje cipaglukosidázu alfa a prodlužuje její distribuční poločas, čímž zvyšuje hladiny aktivního enzymu dostupného pro lysozomy ve svalech. Závěrem studie bylo, že cipaglukosidáza alfa plus miglustat nedosáhly statistické převahy nad alglukosidázou alfa ve zlepšení v 6minutovém testu chůzí u pacientů s PN. Nicméně sekundární analýzy naznačují, že by tato zkoumaná dvousložková léčba mohla přinést výhody, zejména pokud jde o respirační funkce a dále u pacientů, kteří dostávají enzymovou substituční terapii déle než 2 roky, proto bylo doporučeno její další zkoumání. Incidence nežádoucích účinků souvisejících s léčbou byla podobná v obou skupinách. Firma vyvíjející tuto terapii také sponzoruje dvě otevřené klinické studie zkoumající terapii u dětí a dospívajících s PN do 17 let.
Studie COMET
V roce 2021 byly publikovány výsledky další klinické studie COMET, zaměřené na bezpečnost a účinnost avalglukosidázy alfa u pacientů s pozdní formou PN. Avalglukosidáza alfa je rekombinantní lidská enzymatická substituční terapie GAA specificky navržená pro lepší cílení na manóza-6-fosfátový receptor, což je základní cesta pro buněčné vychytávání enzymu a lyzozomální transport. Přestože výsledky nedosáhly statistické převahy avalglukosidázy alfa nad alglukosidázou alfa, studie poskytla jasné důkazy klinicky významného zlepšení v respiračních funkcích a chůzi (v usilovné vitální kapacitě 2,89 % vs. 0,46 %; v 6minutovém testu chůzí 32,21 m vs. 2,19 m). Při léčbě avalglukosidázou alfa nebyly hlášeny nové či četnější nežádoucí účinky. Nyní probíhá prodloužené období léčby, aby se potvrdila dlouhodobá bezpečnost a účinnost avalglukosidázy alfa s cílem, aby se tato terapie stala novou standardní léčbou u pozdní formy PN. Avalglukosidáza alfa byla schválena v USA a následně byla registrována k použití v Evropě. Dokončena byla i klinická studie Mini-COMET určená pro dětské pacienty ve věku od 6 měsíců do 17 let, naopak zahájena byla studie Baby-COMET pro děti s infantilní formou do 12 měsíců věku.
Další testovanou látkou je nový fúzní protein VAL-1221 obsahující transportní protilátky 3E10 s rekombinantním lidským GAA k získání přístupu do cytosolu. Terapie tak cílí na cytoplazmatický i lyzozomální glykogen a první výsledky naznačují její bezpečnost, dobrou toleranci a slibné výsledky zlepšení ve funkčních testech. Společnost vyvíjející tuto látku také plánuje další stanovení mechanizmu účinku VAL-1221 a prozkoumání jeho terapeutického potenciálu i u jiných glykogenóz.
Genová terapie
Principem genové terapie je obnovit schopnost těla produkovat funkční enzym kyselou α-glukosidázu samostatně tím, že buňkám poskytne funkční kopii genu GAA pomocí modifikovaného viru (adeno-asociovaný virus) jako vektoru. Vektor transportuje gen GAA do buněk, integruje gen do genomu pacienta, a tím poskytne buňkám novou, zdravou kopii GAA k produkci funkčního enzymu.
Účinnost genové terapie závisí na schopnosti vektoru řídit genovou expresi v cílové tkáni, na výběru správného promotoru k dosažení úspěšné terapeutické exprese transgenu, ale také na imunitní toleranci příjemce vůči transgennímu proteinu. Klíčovou složkou strategie genové terapie je také cesta podání (intravenózní, intramuskulární, intrapleurální, intratekální nebo intraspinální) a zacílení terapie na jaterní buňky, nervovou nebo svalovou tkáň. V preklinických studiích byly zvažovány různé přístupy genové terapie, je však nepravděpodobné, že by jeden přístup řešil různé projevy PN, proto bude třeba zvážit několik přístupů genové terapie na základě cílové populace.
Byla realizována řada preklinických studií a některé z těchto potenciálních terapií již byly testovány i v klinických studiích. Byla dokončena počáteční klinická studie k posouzení bezpečnosti výzkumné genové terapie rAAV1-CMV-hGAA využívající AAV vektor podávaný přímo do bránice, určené ke zlepšení respiračních funkcí. Výsledky studie publikované v časopise Human Gene Therapy naznačují, že léčba je bezpečná a tolerovaná. Plánují se další studie, aby se otestovala účinnost terapie a různé strategie podávání. Stejná výzkumná skupina také otestovala dalšího kandidáta na genovou terapii rAAV9-DES-hGAA v intramuskulárním podání do svalů bérce v kombinaci s imunomodulačními terapiemi, aby se snížilo riziko imunitní odpovědi na léčbu. Předběžná data naznačují, že imunosupresivní režim zabránil vývoji protilátek proti vektoru AAV9 a kopii GAA.
Ve fázi testování bezpečnosti a tolerance je nyní také genová léčba AAV2/8-LSPhGAA (ACTUS-101), jejímž sekundárním cílem je monitorace biologické aktivity terapie (aktivita GAA ve svalu a séru, hladina glykogenu ve svalu, hladina anti-rhGAA protilátek) a také provedení série funkčních motorických testů.
Dalším možným nyní testovaným kandidátem genové terapie je AT845, který v preklinických studiích vedl k významnému zvýšení aktivity GAA a prokázal schopnost snížit nahromadění glykogenu ve svalové tkáni, snížit známky poškození svalu a zlepšit svalovou sílu.
Přestože všechny tyto výsledky jsou bezpochyby velmi slibné, zůstává otázkou, zda lze autofagický defekt plně zvrátit a v jaké fázi progrese onemocnění. V preklinických studiích byla genová terapie u myší zahájena, když zvířata vykazovala malé, pokud vůbec nějaké, klinické projevy onemocnění. Dosud nemáme data ukazující reverzibilitu této patologie u starších symptomatických myší.
Stimulace lyzozomální exocytózy
Vědci nedávno objevili síť genů a dva transkripční faktory (proteiny, které regulují produkci jiných proteinů), které řídí lyzozomy a jejich funkci. Zjistili, že zvýšené hladiny těchto transkripčních faktorů, TFEB a TFE3, mohou indukovat exocytózu lyzozomy. Na základě tohoto objevu předpokládají, že pokud by se našel způsob, jak stimulovat exocytózu u pacientů s PN, mohlo by to snížit hromadění glykogenu v buňkách pacientů. Výzkumníci zjistili, že důsledkem zvýšení aktivity těchto transkripčních faktorů u myších modelů PN je, že lyzozomy ve svalových buňkách přesunuly svůj glykogen ven z buněk, čímž se snížilo škodlivé množství akumulace glykogenu. Tento postup je stále v preklinické fázi vývoje.
Terapie redukcí substrátu
Terapie redukcí substrátu je další výzkumnou léčbou poruch lyzozomálního střádání, včetně PN, kdy dochází k inhibici tvorby akumulované sloučeniny. U PN pomáhá předcházet ukládání glykogenu vyřazením genů enzymů vytvářejících glykogen v buňkách, a to glykogeninu a glykogensyntázy.
Tento typ terapie je zatím v preklinických fázích vývoje. Jedna výzkumná skupina nedávno popsala komplex molekul modifikujících gen pro glykogensyntázu. V této preklinické studii měly myši, které dostaly injekci, výrazně nižší hladiny glykogenu ve svalech, včetně srdečního svalu, bylo však zjištěno, že tato metoda je toxická pro ledviny. Výzkumníci naznačují, že pokud by mohla být vyvinuta méně toxická verze tohoto komplexu molekul, mohla by být testována v klinických studiích jako možná léčba PN.
Celonárodní screening Pompeho nemoci u pacientů s nespecifikovanou svalovou slabostí, hyperCKemií a respirační insuficiencí
V České republice máme aktuálně diagnostikováno 21 pacientů s PN, přitom se reálný počet nemocných s touto chorobou odhaduje podle dat z jiných zemí značně vyšší (podle různých zdrojů 70 až 250). Od roku 2018 Neuromuskulární centrum 2. LF UK a FN Motol a Neuromuskulární centrum LF MU a FN Brno realizují projekt „Celonárodní screening Pompeho nemoci u pacientů s nespecifikovanou svalovou slabostí, hyperCKemií a respirační insuficiencí“.
Do projektu jsou zařazováni pacienti všech věkových kategorií splňující alespoň jedno z kritérií: myopatie nejasné etiologie, asymptomatická hyperCKemie (zvýšená koncentrace kreatinkinázy, 1,5–10násobek horního limitu normy) nebo restriktivní ventilační porucha neznámé etiologie (≥ 10% snížení vitální kapacity plic při porovnání hodnot vleže a ve stoje). Diagnostika Pompeho choroby probíhá metodou suché krevní kapky a v případě pozitivního nálezu následuje konfirmace choroby vyšetřením enzymové aktivity v leukocytech a molekulárněgenetickým vyšetřením. Cílem projektu je odhalit dosud nepoznané případy Pompeho nemoci a nově diagnostikovaným pacientům poskytnout dispenzární péči a substituční terapii.
MUDr. Olesja Parmová, Ph.D.
MUDr. Stanislav Voháňka, CSc., MBA
Neurologická klinika LF MU a FN Brno